(57)【要約】【課題】平面型蛍光ランプを光源とするバックライトユニットにあって、スペーサで仕切られたすべての放電空間で確実に放電し、発光面全体で均一な輝度の照明を可能にする。【解決手段】本発明のバックライトユニット10は、所定の間隔で対向する前面基板13と背面基板16とを封着し、前面基板と背面基板との間の放電空間20内に放電媒体を封入し、前面基板と背面基板の一方あるいは両方の放電空間に面する内側面に蛍光体層21を形成し、放電空間外に少なくとも１対の外面電極19a,19bを設置した平面型蛍光ランプ11と、この平面型蛍光ランプの前面基板側又は背面基板側のいずれかの発光面側に間隔をおいて配置された光学プレート12とを備え、光学プレートの表面に導電性物質層33を形成したものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性の前面基板と背面基板とを対向させて配置し、内部に放電媒体を封入し、前記前面基板と背面基板の少なくともどちらか一方の内側に蛍光体層を形成して面状放電容器を構成し、前記面状放電容器の面上に、前記放電媒体に接触しないように少なくとも一対の電極を設置し、前記面状放電容器の内部、かつ前記電極に対して略直角方向に複数のスペーサを具備した平面型蛍光ランプと、
前記平面型蛍光ランプの光を利用する側の面に対し、間隔をおいて配置された光学プレートとを備え、
前記光学プレートの表面に導電性物質層を形成したことを特徴とするバックライトユニット。
【請求項２】
前記光学プレートの表面の導電性物質層は、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、酸化スズの少なくとも一種の酸化物を主成分とするものであることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項３】
前記光学プレートは、透明なガラス板又は光拡散板から成ることを特徴とする請求項１又は２に記載のバックライトユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、バックライトユニットの光源を構成する平面型蛍光ランプは、対向配置した前面基板と背面基板の２枚のガラス板を貼り合わせ接着することによって面状放電容器を形成し、その面状放電容器のガラス板の間の空間を気密に保ち、放電媒体としてのガスを封入し、また前面基板と背面基板との内側面に蛍光体層を形成したものである。
【０００３】
このような平面型蛍光ランプとして、従来、特開平１１−３１２４９０号公報（特許文献１）に記載されたような構成のものが知られている。この従来の平面型蛍光ランプでは、面状放電容器の内部には補強のためのスペーサを設けていない。ところが、このような構造の面状放電容器を備えた平面型蛍光ランプの場合、放電空間が広いために一部の電極の間でのみでしか放電が生起せず、放電が集中する集中放電が起こる問題点があった。
【０００４】
このような集中放電を回避できる平面型蛍光ランプとして、図１０に示した構造のものが考えられる。この改良型の平面型蛍光ランプは、面状放電容器１の内部に多数のスペーサ５を設けて放電空間を分割し、一対の外面電極６ａ，６ｂを配置した構造であり、一対の外面電極６ａ，６ｂ間に交流電圧を印加することで分割された各放電空間に放電を発生させて点灯させる。
【０００５】
ところが、このような提案されているスペーサを有する平面型蛍光ランプにあっては、図１０に示すように、電極６ａ，６ｂ間に交流電圧を印加すると、分割された放電空間のすべてに放電路が形成されるのではなく、部分的に発光する部分放電の問題が発生することがあった。（図１０で斜線を施した放電空間Ａは放電路が形成され、斜線を施していない放電空間Ｂは放電路が形成されていないことを示している。）
このような問題点を回避する方法としては、特開平１０−０７４４８２号公報（特許文献２）に記載の平面型蛍光ランプのように、その発光面に導電膜を設ける構成をとることができる。
【０００６】
しかしながら、電極を放電容器の外面に設けた平面型蛍光ランプにあって、特許文献２のように外面電極間の発光面に導電膜を設けることは、ランプの外部での絶縁破壊を引き起こす原因となるため、構造的に難しい。また、発光面に導電膜を形成する場合、外面電極及びランプ本体と導電膜との距離が近接することになり、本来、ランプの内部に流れる電流が導電膜の方に多く漏れてしまい、それだけ電極間に放電のためにより多くの電流を流さなければならなくなるため、印加電圧の上昇や効率の低下を引き起こす原因ともなる。
【特許文献１】特開平１１−３１２４９０号公報
【特許文献２】特開平１０−０７４４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、バックライトユニットとして必須の構成要素である光学プレートに導電性を持たせることにより、面状放電容器の内部にスペーサが設けられ、外面電極が設置された平面型蛍光ランプを光源とするバックライトユニットにあって、部分放電することなくスペーサで仕切られたすべての放電空間で確実に放電し、発光面全体で均一な輝度の照明が可能なバックライトユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明のバックライトユニットは、透光性の前面基板と背面基板とを対向させて配置し、内部に放電媒体を封入し、前記前面基板と背面基板の少なくともどちらか一方の内側に蛍光体層を形成して面状放電容器を構成し、前記面状放電容器の面上に、前記放電媒体に接触しないように少なくとも一対の電極を設置し、前記面状放電容器の内部、かつ前記電極に対して略直角方向に複数のスペーサを具備した平面型蛍光ランプと、前記平面型蛍光ランプの光を利用する側の面に対し、間隔をおいて配置された光学プレートとを備え、前記光学プレートの表面に導電性物質層を形成したことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１のバックライトユニットにおいて、前記光学プレートの表面の導電性物質層は、酸化インジウム・スズ、酸化亜鉛、酸化スズの少なくとも一種の酸化物を主成分とするものであることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は２のバックライトユニットにおいて、前記光学プレートは、透明なガラス板又は光拡散板から成ることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電極に交流を印加して放電点灯される平面型蛍光ランプと光学プレートの間に間隔があるので、導電性の光学プレートへの漏れ電流、すなわち、発光効率の低下を抑え、かつ、部分放電の発生を防止でき、面状放電容器の全体で均一に放電発光させることができる。また、平面型蛍光ランプの発光面側に間隔をおいて設置される光学プレートを導電性にしたことで、ランプが大面積化しても導電性の光学プレートによって始動補助効果が得られ、良好な始動性が得られると共に、ランプから発生するノイズを導電性物質層を形成した光学プレートによって除去でき、当該バックライトユニットが組み込まれる液晶ディスプレイその他の機器へのノイズの悪影響を防止できる。
【００１２】
また本発明によれば、平面型蛍光ランプからは独立した光学プレートに導電性物質層を形成して導電性としているので、平面型蛍光ランプの放電点灯によるランプの発熱や紫外線劣化等による影響を受けにくく、導電性の特性劣化などが発生せず膜寿命が長くなり、同時に、製造工程において平面型蛍光ランプの製造とは別に光学プレートに対して導電性物質層を形成することができるので、その導電性物質層を均一な膜に仕上げることが製造上容易であり、その上、平面型蛍光ランプの発光面に直接に導電膜を形成する場合には必要であった導電膜成膜のために熱負荷を平面型蛍光ランプにかけることがない利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は、本発の１つの実施の形態のバックライトユニットを示している。本実施の形態のバックライトユニット１０は、平面型蛍光ランプ１１とその発光面側に間隔をおいて設置された光学プレート１２から構成されている。
【００１４】
図２〜図４に詳しいように、平面型蛍光ランプ１１は、透光性のガラス板から構成される前面基板１３と、側壁１４とスペーサ１５とを一体的に形成した背面基板１６を略一定の間隔で対向させて配置し、周辺部をブリットガラス１７で封着した構造の面状放電容器１８を主な構成要素としている。そしてこの面状放電容器１８の内部に、放電媒体として、水銀蒸気、キセノン、クリプトン、アルゴン、ネオン、ヘリウムの内の１つを単独もしくは２種類以上を混合して、数ｋＰａから数１００ｋＰａの封入圧力で封入している。封入ガスの一例としては、水銀蒸気とアルゴンとネオンの混合気体であり、ネオンとアルゴンガスの比率は、発光効率及びランプの低電圧始動を優先させる場合は５０：５０〜９９：１とネオンの配合比を多くした構成とし、発光の立ち上がり速度を優先させる場合は１：９９から５０：５０とアルゴン配合比を多くした構成を採る。ガス圧力に関しては、１Ｔｏｒｒから７００Ｔｏｒｒの範囲であり、好ましくは、低電圧始動性、発光効率、寿命の観点から、２０〜１００Ｔｏｒｒの範囲に設定される。
【００１５】
前面基板１３の外面には、放電容器１８の端部に沿って、高圧電圧を印加する外面電極１９ａと低圧電圧を印加する外面電極１９ｂとが、放電媒体と接触しないように配置してある。本実施の形態の場合、外面電極１９ａ，１９ｂと放電容器１８の内部の放電媒体との遮断は、前面基板１３自身で行っている。しかしながら、この外面電極１９ａ，１９ｂと放電容器１８の内部の放電媒体との遮断は、誘電体層を介在させることによって行ってもよい。また本実施の形態では、両方の電極１９ａ，１９ｂを放電容器１８の内部の放電媒体と遮断する構成にしているが、一方の電極を内部電極とし、他方の電極だけを放電媒体と遮断するような構成でも構わない。また、本実施の形態では、外面電極１９ａ，１９ｂは前面基板１３にのみ設けているが、外面電極を背面基板１６の外面にのみに形成する構成や、前面基板１３と背面基板１６との両方の外面に形成する構成、前面基板１３、背面基板１６及び前面基板１３と背面基板１６を接合する側面にも形成する構成を採ることもできる。
【００１６】
外面電極１９ａ，１９ｂの形成方法のとしては、アルミニウム材のような導電性テープを導電性接着剤を介して放電容器１８上に形成する方法、銀のような金属粉と溶剤をバインダーに混合させた導電性ペーストをスクリーン印刷、ディスペンサー塗布又は浸漬により放電容器１８の表面に塗布した後、乾燥、焼成を行って形成する方法、スズ、インジウム、ビスマス、鉛、亜鉛、アンチモン又は銀を少なくとも１種以上含む半田を加熱溶融したものを、例えば超音波振動を加えながらディスペンサーや浸漬により放電容器１８の表面に塗布する方法などが採ることができる。尚、電極層と放電容器１８との接着性を高めるために、外面電極１９ａ，１９ｂが形成される位置の放電容器１８の表面を、例えばサンドブラスト処理で凹凸化する方法を採ることができる。
【００１７】
背面基板１６に一体的に形成された細長状のスペーサ１５は、所定の間隔で配置されており、前面基板１３と背面基板１６との間隔を一定に保つとともに、放電容器１８の内外気圧差によるランプの爆縮による破損を防止する。また、スペーサ１５は、電極１９ａ，１９ｂに対して垂直方向に配置されており、電極１９ａ，１９ｂ間を複数の放電領域に分割している。スペーサ１５の形状は、図３、図４に示した断面台形状以外に、図５（ａ）に示すように波型形状、図５（ｂ）に示すように半楕円形状など任意形状をとることができる。また、図５（ｃ）に示すように、前面基板１３と背面基板１６ａとを共に平板形状とし、スペーサ１５ａを別個に設けた構成とすることもできる。また、本実施の形態では、背面基板１６を熱加工してスペーサ１５と一体的に形成しているが、図５（ｄ）、図５（ｅ）に示すように前面基板１３ａを熱加工して平板の背面基板１６ａと張り合わせる構成や、図５（ｆ）に示すように前面基板１３ｂと背面基板１６ｂを共に熱加工して張り合わせる構成を採ることもできる。
【００１８】
面状放電容器１８内でスペーサ１５によって分割された放電空間２０各々の大きさは、要求されるランプの始動電圧・管電圧及び光量に応じて設定され、例えば、放電空間の幅Ｗが０．５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲で、放電空間２０の高さＨが０．５ｍｍ〜６ｍｍの範囲で設定される。放電空間の幅Ｗと高さＨの比は、１．５：１〜１０：１の範囲、好ましくは２：１〜５：１の範囲に設定される。また、本実施の形態では、各放電空間２０の断面積を全て同一にした場合を図示しているが、場所によって放電空間２０の断面積を異なる構成とすることも可能である。
【００１９】
面状放電容器１８内で、前面基板１３、背面基板１６、スペーサ１５の内側にはそれぞれ蛍光体層２１が形成されている。この蛍光体層２１は、放電によって放電媒体から放射される紫外線を可視光に変換する。蛍光体層２１は、一般照明、冷陰極蛍光ランプ、ＰＤＰに使用される蛍光体が用いられ、単独で又は発光色の異なる数種類の蛍光体が混合して塗布されている。尚、異なる発光色の蛍光体を個別に縞状に又はドット状に塗布して蛍光体層２１を構成することもできる。
【００２０】
光を取り出す側、すなわち発光面側の前面基板１３の蛍光体層２１は、背面基板１６側の蛍光体層２１からの光を損失なく透過させるために、例えば、平均粒径（１次粒子径）が約２．５μｍ以上の蛍光体粒子を、厚さ５μｍ〜１５μｍと薄く形成する。一方、光を取り出さない背面基板１６側の蛍光体層２１は、光を前面基板１３側に多く導くために、例えば、平均粒径が約２．５μｍ以下の蛍光体粒子を厚さ３０μｍ〜１００μｍと厚く形成して、反射輝度を高める構成にしている。また、図示していないが、外面電極１９ａ，１９ｂが形成されている前面基板１３において、外面電極１９ａ，１９ｂが形成される位置の基板内側に蛍光体層２１がある場合、蛍光体層２１が放電によりスパッタリングされてガスの消耗速度を速めることから、外面電極１９ａ，１９ｂが設けられる位置の基板内側には蛍光体層２１を設けない構成が一般的である。この背面基板１６と蛍光体層２１との間には、微粒子の金属酸化物の反射層を形成することもできる。また、前面基板１３及び背面基板１６と蛍光体層２１との間に、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化イットリウムなどの金属酸化物の層を形成し、水銀がガラス表面に移動するのを防止したり、放電によって発生する紫外線を吸収したりすることも可能である。尚、本実施の形態における平面型蛍光ランプ１１では、両方のガラス基板１３，１６の内面に蛍光体層２１を設けているが、どちらか一方の蛍光体層を省略する構成にすることもできる。
【００２１】
図１に示した本実施の形態のバックライトユニット１０は、上記構成の平面型蛍光ランプ１１を光源として収容する。バックライトユニット１０の筐体は、フロントフレーム３１ａとバックフレーム３１ｂから構成される。平面型蛍光ランプ１１は、バックライトユニット１０のバックケース３１ｂの底面から０．１ｍｍ〜５ｍｍ離間して配置されており、固定用部材３２ａ，３２ｂで固定されている。平面型蛍光ランプ１１の発光均一性をさらに向上させるために、平面型蛍光ランプ１１の発光面である前面基板１３側には約０．１ｍｍ〜３０ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜１５ｍｍの間隔をおいて透過率が４０％以上で光拡散機能を有する光学プレート１２が配置されている。尚、発光均一性や輝度をさらに向上させる必要がある場合は、光学プレート１２の上面側に、拡散シート、集光シート、偏光反射シートが配置される。
【００２２】
図６に光学プレート１２の断面の拡大図を示す。光学プレート１２のランプ側の面に導電性物質層３３を形成してある。尚、図７（ａ）に示すように光学プレート１２の発光面側の面にのみ導電性物質層３３を形成し、図７（ｂ）に示すように光学プレート１２の表裏両面に導電性物質層３３形成したものを使用することができる。また、上記の導電性物質層３３を厚み１μｍ〜１０００μｍ、好ましくは３μｍ〜７０μｍのフィルム３４に形成し、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すようにフィルム３４を光学プレート１２に搭載するか、又は貼り付ける構成とすることも可能である。
【００２３】
導電性物質層３３は、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、酸化スズの少なくとも一種の酸化物を主成分とするものであり、例えば、酸化インジウムにスズを添加した材料、酸化亜鉛に酸化アルミニウムや酸化ガリウムを添加した材料、酸化スズに酸化アンチモンやフッ素をドープしたものを用い、これらの材料を光学プレート１２上に、例えば、スプレー法、スパッタリング法、真空蒸着法、ゾルゲル法、クラスタービーム法、ＰＬＤ法で形成することができる。すなわち、導電性物質層３３は、ランプとは別の工程で形成するため、形成が容易でかつ均一に導電性物質層３３を形成しやすいとともに、導電性物質層３３の形成工程時にも、ランプに余計な熱的負荷をかけなくても済むので有利である。
【００２４】
光学プレート１２には、導電性物質層３３の物質の成形温度に応じて、従来から用いられている樹脂製のものや、ガラス製のものを選択することができる。光学プレート１２の光透過率は、約４０％以上のものが好ましい。導電性物質層３３は、導電膜での光損失を低減させるために透過率６０％以上で透明に形成してよい。あるいは、ランプ１１の発光ムラを低減するために光拡散機能を有するように粒子状に形成してもよい。また、導電性物質層３３は電気的に接地することが好ましいが、接地しない構成にすることも可能である。
【００２５】
以上の構成のバックライトユニット１０は、液晶パネルに対して背面から照明するように使用するが、上述したように平面型蛍光ランプ１１からの光を透過又は拡散させる目的で当該ランプ１１の発光面側に間隔をおいて設置した光学プレート１２に導電性物質層３３を形成したことにより、この導電性物質層３３がランプ１１の近接導体として機能し、放電空間部の始動電圧を低減することができ、ランプ１１の始動性が改善されることによって外面電極１９ａ，１９ｂの部分での放電回り込み現象が改善され、図９に示すようにスペーサ１５で分割された多数の放電空間２０のすべてにおいて放電路２０Ａを形成することができる。加えて、光学プレート１２に設けた導電性物質層３３がランプ１１から発生するノイズを遮断することができ、その結果として、バックライトユニット１０の発光面からのノイズの放出を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の１つの実施の形態のバックライトユニットの平面図及び断面図。
【図２】上記実施の形態のバックライトユニットに搭載される平面型蛍光ランプの斜視図。
【図３】上記実施の形態のバックライトユニットに搭載される平面型蛍光ランプの前面基板側から見た一部破断斜視図。
【図４】上記実施の形態のバックライトユニットに搭載される平面型蛍光ランプの背面基板側から見た一部破断斜視図。
【図５】上記実施の形態のバックライトユニットに搭載される平面型蛍光ランプの変形例の断面図。
【図６】上記実施の形態のバックライトユニットにおける光学プレートの断面図。
【図７】上記実施の形態のバックライトユニットにおける光学プレートの他の例の断面図。
【図８】上記実施の形態のバックライトユニットにおける光学プレートのさらに他の例の断面図。
【図９】上記実施の形態のバックライトユニットに搭載される平面型蛍光ランプの点灯状態を示す平面図。
【図１０】従来例のバックライトユニットに搭載される平面型蛍光ランプの点灯状態を示す平面図。
【符号の説明】
【００２７】
１０  バックライトユニット
１１  平面型蛍光ランプ
１２  光学プレート
１３  前面基板
１５  スペーサ
１６  背面基板
１８  面状放電容器
１９ａ，１９ｂ  外面電極
２０  放電空間
２１  蛍光体層
３３  導電性物質層
【図１】
2007265652.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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